پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,173 |
| تعداد مقالات | 77,088 |
| تعداد مشاهده مقاله | 156,277,027 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 117,853,676 |
مطالعۀ عددی تأثیر مادۀ تغییرفازدهنده بر کارایی سیستم کلکتور خلأ خورشیدی در شرایط آبوهوایی تهران | ||
| فصلنامه سیستم های انرژی پایدار | ||
| دوره 5، شماره 2، فروردین 1405، صفحه 329-347 اصل مقاله (3.17 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ses.2025.403900.1192 | ||
| نویسندگان | ||
| روزبه یوسفنژاد1؛ بهرنگ سجادی* 2 | ||
| 1کارشناسی ارشد، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 2دانشیار، دانشکدۀ مهندسی مکانیک، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| در این پژوهش تأثیر استفاده از مواد تغییرفازدهنده روی کارایی سیستم کلکتور خلأ خورشیدی در شرایط آبوهوایی تهران برای سیستم گرمایش خانگی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی، به منظور حل دستگاه معادلات حاکم بر سیستم از روش عددی تفاضل پیشرو استفاده شده و تلاش شده است که معادلات به گونهای حل شوند که دمای نهایی سیستم در پایان یک مرحلۀ حل با دمای شروع سیستم در ابتدای مرحلۀ بعد برابر باشد. بررسی انجامشده نشان میدهد افزودن مادۀ تغییرفازدهنده در شرایط آبوهوایی مختلف به افزایش کارایی سیستم منجر میشود، اما این افزایش تابع پارامترهای مختلفی همچون دمای محیط و شار تابشی است. به طور مثال، در سیستم مفروض در این پژوهش، در ماه آگوست، اضافه کردن مادۀ تغییرفازدهنده موجب افزایش 1/4 درصدی کارایی سیستم میشود. همچنین، بررسی تغییرات دمای سیستم با در نظر گرفتن مادۀ تغییرفازدهنده و مقایسۀ آن با تغییرات دمای سیستم بدون مادۀ تغییرفازدهنده نمایانگر این موضوع است که افزودن مادۀ تغییرفازدهنده موجب ذخیرۀ انرژی و کنترل دما در اوج تابش و رهاسازی این انرژی نهفته در زمان کاهش شار میشود که این امر در نهایت موجب بهبود عملکرد سیستم میشود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| کلکتور خلأ خورشیدی؛ ماده تغییر فاز دهنده؛ شار خورشیدی؛ سیستمهای گرمایش آب خانگی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Numerical Study of the Effect of Phase Change Material (PCM) on the Performance of the Evacuated Solar Collector System in Tehran’s Climatic Conditions | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Roozbeh Yousefnezhad1؛ Behrang Sajadi2 | ||
| 1M.Sc., School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| 2Associate Professor, School of Mechanical Engineering, College of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| In this study, the effect of using phase change materials (PCMs) on the performance of an evacuated tube solar collector for domestic heating applications under the climatic conditions of Tehran was investigated numerically. To solve the governing system of equations, the forward difference numerical method was employed. The equations were solved in such a way that the final temperature of the system at the end of each complete cycle would be equal to the initial temperature at the beginning of the next cycle. The results indicate that adding a phase change material improves the system’s efficiency under various weather conditions; however, this improvement depends on several parameters such as ambient temperature and solar radiation intensity. For example, in the system analyzed in this study, during the month of August, incorporating a phase change material led to 4.1% increase in overall efficiency. Furthermore, comparing the temperature variations of the system with and without the phase change material shows that adding the PCM allows for energy storage and temperature regulation during peak solar radiation and the release of stored latent heat when the radiation intensity decreases. This process ultimately leads to an improvement in the overall performance of the system. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Evacuated solar collector, Phase change material (PCM), Solar radiation, Domestic water heating systems | ||
| مراجع | ||
|
[1] Gholipour S, Afrand M, Kalbasi R. Introducing two scenarios to enhance the vacuum U-tube solar collector efficiency by considering economic criterion. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2021; 124: 228–237.
[2] Jouybari HJ, Nimvari ME, Saedodin S. Thermal performance evaluation of a nanofluid‐based flat‐plate solar collector. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2019; 137: 1757–1774.
[3] Bouhal T, El Rhafiki T, Kousksou T, Jamil A, Zeraouli Y. PCM addition inside solar water heaters: Numerical comparative approach. Journal of Energy Storage. 2018; 19: 232–246.
[4] Bo R, Fu W, Meng X, Zhang G. Employing a fan to improve the wintery heating performance of solar air collectors with phase-change material: An experimental comparison. Case Studies in Thermal Engineering. 2023: 50; 103425.
[5] Charvát P, Klimeš L, Pech O, Hejčík J. Solar air collector with the solar absorber plate containing a PCM – Environmental chamber experiments and computer simulations. Renewable Energy. 2019; 143: 731–740.
[6] Fertahi SD, Bouhal T, Kousksou T, Jamil A, Benbassou A. Experimental study and CFD thermal assessment of horizontal hot water storage tank integrating evacuated tube collectors with heat pipes. Solar Energy. 2018; 170: 234–251.
[7] Alfaro-Ayala JA, López-Núñez OA, Gómez-Castro FI, Ramírez-Minguela JJ, Uribe-Ramírez AR, Belman-Flores JM, et al. Optimization of a solar collector with evacuated tubes using the simulated annealing and computational fluid dynamics. Energy Conversion and Management. 2018; 166: 343–355.
[8] Gholipour S, Afrand M, Kalbasi R. Improving the efficiency of vacuum tube collectors using new absorbent tubes arrangement: Introducing helical coil and spiral tube adsorbent tubes. Renewable Energy. 2020; 151: 772–781.
[9] Jiryaei Sharahi H, Roshan AM, Moghimi, M. Numerical study of thermal management and performance enhancement of finned solar cells by phase change materials. Energy Equipment and Systems. 2024; 12(4), 399–421.
[10] Feliński P, Sekret, R. Effect of PCM application inside an evacuated tube collector on the thermal performance of a domestic hot water system. Energy and Buildings. 2017; 152: 558–567.
[11] Mehla N., Kumar M., Yadav A. Annual performance evaluation of evacuated tube solar air collector with phase change material. Journal of Solar Energy Engineering. 2020; 142(3): 031007.
[12] Dhaou MH, Mellouli S, Alresheedi F, El-Ghoul Y. Numerical assessment of an innovative design of an evacuated tube solar collector incorporated with pcm embedded metal foam/plate fins. Sustainability. 2021; 13(19):10632.
[13] Ma L, Lu Z, Zhang J, Liang R. Thermal performance analysis of the glass evacuated tube solar collector with U-tube. Building and Environment. 2010; 45: 1959-1967.
[14] Shirinbakhsh M, Mirkhani N, Sajadi B. A comprehensive study on the effect of hot water demand and PCM integration on the performance of SDHW system. Solar Energy. 2018; 159: 405-414.
[15] Duffie JA, Bechman WA. Solar Engineering of Thermal Processes. New York, USA: John Wiley & Sons; 1980.
[16] Bergman TL, Lavine AS, Incropera FP, Dewitt DP. Fundametals of Heat and Mass Transfer. New York, USA: John Wiley & Sons; 2011. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 204 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 32 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب